Globaalfüüsika Kosmos Mirt Gramann

Globaalfüüsika - Kosmos

• Mirt Gramann

• Tartu Observatoorium

Programm

• 1. Päikesesüsteem

• 2. Tähed

• 3. Meie Galaktika

• 4. Galaktikad

• 5. Kosmoloogia

• 6. Universumi tekkimine ja arenemine

Kauguse ühikud

• Kauguse ühikud valgusaasta ja parsek:

• 1 valgusaasta (va) ~ 1013 km

• 1 parsek (pc) - objekti kaugus, mille aastaparallaks on 1 kaaresekund

• 1 pc = 3.263 va

Tähtede omadused

• Kaugused ja liikumine

• Heledused ja värvid

• Temperatuurid

• Spektrid

• Mõõtmed

• HR – diagramm

• Massid

Tähtede heledused

• Näivad tähesuurused: m (erinevus 5 vastab 100 kordsele erinevusele heleduses).

• m -> log (F)

• Absoluutne tähesuurus M: tähe näiv tähesuurus, mis tal oleks kui ta asuks 10 pc kaugusel Maast.

• m – M = 5 log (d /10 pc).

• Tähe heledus L

• M = Msun – 2.5 log (L /L sun),

• kus Msun = 4.74 ja Lsun =3.8 x 1026W.

Muutlikud tähed

• Järgmine väga oluline aste kauguste redelil.

• Muudavad oma heledust iseloomulikul viisil.

• P -> L

• RR Lyrae

• Tsefeiidid

Maailmapildi muutus 1920. aastatel

• Alles vähem kui sada aastat tagasi arvati, et

• - Päike on maailma keskpunkt

• - Meie Galaktika omadusi samastati kogu maailma omadustega

• 1918 – H. Shapley – kerasparvede jaotus –> Päike ei ole maailma

• tsentris – Galaktika mõõtmed - 30 kpc

• 1920 – Shapley – Curtis - Great Debate – udukogude olemus

• 1925 – Hubble – Andromeda kaugus – peale meie Galaktika on veel tuhandeid teisi.

• Maailm osutus miljoneid korda suuremaks kui varem meie

• Galaktika mõõtmeid arvestades arvati.

3. Meie Galaktika

• Koosneb tähtedest (~ 1011) ja tähtedevahelisest

• gaasist ning tolmust.

• Peamised struktuurielemendid:

• - Ketas (disk)

• - Halo

• - Mõhn (bulge)

Ketas ja mõhn

• Halo ulatus on määratud peamiselt kerasparvede ja teiste halo

• tähtede optiliste vaatlustega.

• Ketas sisaldab palju tolmu ja gaasi ja optilises lainepikkuses

• näeb ainult väikest osa sellest.Vajalikud infrapuna ja

• raadiovaatlused. Päikese juures ketta paksus: ~ 300 pc. Ketta

• paksus sõltub objektide tüübist. Noored tähed ja gaas rohkem

• ketta tasapinnas ja vanemad kaugemal.

• Mõhn – 6kpc kaugusele ja 4 kpc paks - tsentris

Tähtedevaheline aine

• Tähtede mõõde 10-7 pc, keskmine kaugus ~ 1pc

• Tähtedevaheline ruum:

• Gaas – aatomid (0.1nm) ja väiksed molekulid (<1nm)

• Keskmiselt: 106 aatomit/kuupmeetris (104 – 109).

• Tolm – kompleksem, aatomite klumbid ja molekulid (100nm = 0.1m) – (räni, süsinik, raud)

• Keskmiselt: 10-6 tolmuosakest/kuupmeetris

• Tolmu osakesed lasevad läbi raadio ja infrapunakiirguse,

• kuid neelavad optilise ja ultravioleti.

Erinevused ketta ja halo vahel

• Halos ei ole gaasi ja tolmu.

• Tähed halos ja mõhnas punasemad kui kettas.

• Halo tähed – Population II

• Ketas sinisem – palju O ja B-tüüpi hiidtähti.

• Toimub täheteke.

• Ketta tähed – Population I

Tsentraalne must auk

• Sgr A –> must auk

• E ~ 1033 W, d < 10 AU

• M ~ 4 x 106 M0